变速器是汽车动力总成重要组成部分，和主减速器配合通过不同档位组合来实现汽车起步、加速、倒车，使汽车发动机的功率得到充分发挥。传统的MT(Manual Transmission手动变速器)变速器需要驾驶者在汽车起步和行驶过程中配合离合器进行手动换挡，对于初学驾驶汽车者来说有一定操控难度，并且在城市道路上需要频繁换挡，带来的体能消耗不言而喻。自动档变速器的诞生解决了驾驶者对上述问题的困扰并已成为汽车变速器的主流配置。AMT变速器具有操控简单，价格低廉，将在自动档变速器领域长期占有一席之地。Eaton Fuller AMT变速器具自己的结构特点，在国内重型车市场上有潜在的发展前景。

　　一.现代自动变速器的种类。

　　现代自动换档变速器主要有CVT变速器、AT变速器、AMT变速器、DCT(DSG)双离合变速器。它们在结构上和实际使用中各有优缺点。

　　1.CVT(Continuously Variable Transmission)变速器。

　　CVT变速器是通过钢带或链条在塔轮之间的滑动来改变传动比，可真正实现无级调速，传动比的改变通过ECU控制来实现，其换档的平顺性和舒适性非常突出。CVT虽然也有液力变矩器，但它的液力变矩器主要是工作于起步阶段，因此在车辆正常行驶时它的传动效率并不低，有很好的经济性优势。其缺点是钢带或链条连接的强度无法和齿轮相比，所以无法应对大扭矩发动机。

　　2.AT(Automatic Transmission)变速器。

　　1940年，美国通用汽车公司(General Motors) 第一次在Oldsmobile汽车中使用全自动变速器，由液力偶合器、四个档位的行星变速器和自动换档系统组成。1948年，Buick汽车上使用的全自动变速器，成功地使用了液力变矩器。随后美国汽车开始大量使用AT变速器，到80年前后AT变速器客车上100%使用，其它车型使用率在80%以上。

　　AT变速器的变速机构主要是靠行星齿轮组来完成的，通过几组行星齿轮组，以及行星齿轮组之间太阳齿轮、外齿环、行星齿轮框架等机构的不同切换，来实现传动比的改变。变速器切换机构由电控液压多片离合器来完成。AT变速器的特点是技术成熟、可靠性高，行星齿轮组的强度可以设计得非常高，可以承受很大的扭矩。其缺点是变速器与发动机连接部件采用的是液力变矩器软连接的形式，因此它的传动效率相对较低，比机械传动效率低8—12%。AT变速器在轿车、客车、卡车、工程车上得到广泛应用。为提高机械传动效率，在客车上使用的AT变速器液力变矩器在高档区可自动实现离合器闭锁，但乘坐的舒适性有一定影响。

　　3. AMT(Automated Mechanical transmission)变速器

　　AMT直译为自动机械式变速器，也有称电控机械式自动变速器。变速器与前面所说的变速器有本质不同，严格说应该称为半自动变速器。该技术是指在不改变原车变速箱主体结构的基础上，通过加装微电脑控制的电动装置取代原来由人工操作完成的换档动作，实现换档全过程的自动化。选换档执行机构主要有液压油缸、步进电机等。AMT相当于在MT变速器基础上加装了一套自动换档机构。它的传动比转换结构基本上是与MT变速器一样的，同样是一轴和二轴的组合。AMT的主要优点与MT一样，它是硬连接传动的，因此传动效率高，经济性好，动力损失小，在经济型轿车和小排量轿车得到很好的普及。由于传递扭矩大，可适应大扭矩发动机，因此在大型客车、载重货车上也广泛使用。另外它的结构相对比较简单，成本较低而且可靠性较高。它的缺点主要是平顺性较差，同步器换档寿命要求较高。

　　4. 双离合变速器

　　双离合变速器由于诞生时间较晚，至今没有一个全球统一的英文缩写，通常英文缩写为DCT (Dual Clutches Transmission)和DSG(Direct Shift Gearbox)，其最具代表性的就是大众的DSG。这种变速器基本原理与AMT类似，它也是基于MT变速器结构基础上开发而来的。所不同的是，它拥有两个离合器，可以分别控制两根轴上的换档齿套来换档，即第一个档位在行驶中，控制系统根据行驶车速预判把下一个档位已经挂好，对于整车换档来说只是离合器切换的动作。因此它的换档速度极快，可以超越目前任何一种自动换档变速器和任何一位全球顶尖赛车手驾驶手动档车型的换档速度，从而大大提升整车性能和驾驶乐趣。双离合变速器在换档过程中由于动力传输不间断，因此具有很好的燃油经济性和平稳性，它的传动效率接近MT变速器，因此它也同样基本具备MT变速器的所有优点。双离合变速器最主要的倡导者是德国大众，而且目前已基本上在旗下所有车型上开始普及。由于这种变速器在性能上近乎完美的表现，它也成为未来变速器新的发展趋势。图1是典型的大众DSG变速器主要结构。

　　图1

　　二.美国Eaton Fuller AMT主要结构。

　　美国伊顿公司(Eaton)已成功地将重型货车的手动传动系统实现自动化，其AMT换档机构涵盖了6——18档变速箱。

　　本文介绍的这款Eaton Fuller AMT变速器型号为RTO-14910B-AS2，具有Eaton Fuller AMT变速器的代表性。主箱有5个前进档，1个倒车档，副箱有高、低两个档，整箱可组合10个前进档，2个倒车档，通过电控互锁结构，可以编排9个前进档，1个倒车档。整箱见照片PT01。

　　PT01

　　1.Eaton Fuller AMT变速器主要结构。

　　Eaton Fuller AMT变速器主体为主副箱结构，双中间轴传递扭矩，主箱不带同步器，副箱高低档为锁销式同步器，具备传动效率高、传递扭矩大、结构紧凑、工作可靠的特点。Eaton Fuller AMT变速器主箱各档齿轮为细高齿、直齿结构，副箱各档齿轮为斜齿轮，可降低噪声，提高输出扭矩。该变速器属于双中间轴倍档组合式变速器，具有如下优点：

　　(1)变速器的中心距、齿轮模数和宽度小，从而减小变速器的质量和尺寸，特别是轴向尺寸。

　　(2)主轴从动齿轮在轴上处于径向浮动状态，被两根中间轴的齿轮架起，旋转时从动轮和主轴没有直接摩擦，因此主轴齿轮没有滚针轴承，输入轴和主轴之间也无滑动轴承。

　　(3)主轴换档机构为滑动内齿套啮合，没有同步器装置，轴向长度进一步缩短，可提高变速器的最大传递功率和扭矩，特别适用于短轴距大功率重型汽车和特种车辆。

　　2.Eaton Fuller AMT变速器(电控机械式自动变速器)简要控制原理。

　　Eaton Fuller AMT变速器是在传统双中间轴式变速器基础上，应用电子技术和自动变速理论，以电子控制单元(ECU)为核心，通过加装微机控制的自动操纵机构控制档位的变换以及油门的调节，最终实现换档操纵的自动化。它的主要控制功能需靠伺服系统及软件来实现，微机代替了熟练司机的大脑，多种传感器代替了人的感觉神经，执行机构代替了人的手与脚的操作，与SAE J1939电控发动机相匹配，通过控制发动机转速和变速箱制动来实现无离合换档过程，这样就能模拟优秀驾驶员的行车技术，适时地根据车况、路况和驾驶员意愿实现换档操纵的自动化。AMT变速器基本结构原理见图2。

　　图2

　　3. Eaton Fuller AMT变速器主箱换档执行机构

　　AMT操纵执行机构分为电控气动、电控液动和电控电动，Eaton Fuller AMT变速器主箱换档执行机构属于电控电动机构。主箱和副箱分别有一个磁电转速测量传感器，为控制系统提供输入和输出转速信号。主箱选、换档执行机构有两套步进电机带动滚动丝杠来实现，和数控机床执行机构相似(见照片PT02、PT03)。步进电机控制器输出控制信号，选档时，选档步进电机接到一组脉冲信号，带动丝杠迅速完成旋转固定转数，使换档拨杆滑动到预换档位，快速完成选档动作。选档完成后，换档步进电机动作，同样迅速完成旋转固定转数，丝杠带动换档拨杆迅速纵向移动固定距离，完成换档动作。需要副箱高低档转换时，主箱必须在空档情况下，副箱先完成换档，主箱再按换档指令完成换档。由于Eaton Fuller AMT变速器主箱不带同步器，为能实现平顺换档，需要在换档过程中通过控制发动机的转速或者变速器制动来实现换档前滑动齿套和结合齿转速的同步，来实现无冲击换档。主箱在换档过程中离合器无需动作，实现无离合器换档。由于主箱没有同步器，这种结构使换档更为迅速，没有同步器早期失效寿命不足的困扰。无离合换挡并不是没有离合器，只是离合机构只在车辆起步和停车时起作用，变速器在自动换挡过程中则不需要离合器动作。

　　PT02

　　PT03

　　主箱在不带同步器情况下通过控制输入轴和输出轴转速差来实现同步换档，其换档控制过程如下。

　　输入轴和输出轴各有一套转速传感器，随时监控转速。例如3档增4档时，先从3档换到空档，此时4档换档齿套转速低于4档轮的转速，中间轴的制动装置开始制动，中间轴带动4档齿轮迅速降速，当输入轴转速除以输出轴转速等于4档传动比时，4档齿套和4档轮转速一致，换档步进电机带动4档齿套快速向4档轮移动，迅速完成换档动作。当4档减3档时，齿套从4当移到空档，此时3档齿套转速高于3档轮转速，ECU从驾驶员要回发动机节气门控制权，主动控制节气门使发动机升速，输入轴带动中间轴，中间轴带动3档轮迅速升速，当输入轴转速除以输出轴转速等于3档传动比时，3档齿套和3档轮转速一致，换档步进电机带动3档齿套快速向3档轮移动，迅速完成换档动作。换档动作完成后，发动机节气门控制权再次交给驾驶员来控制。

　　4. Eaton Fuller AMT变速器副箱换档执行机构

　　副箱有两个档位，即高档和低档，并配装了锁销式同步器。副箱换档执行机构仍然是传统的气缸，气缸活塞杆也是副箱的叉轴，当气缸通气时，活塞杆带动换档拨叉移动，前后位移固定高、低档两个位置，只是换档时机由自动控制系统来控制。

　　下图为典型的Eaton autoshift变速箱及电控系统，和此台Eaton Fuller AMT变速器电控系统相似。

　　AMT变速器非常适合我国的国情，它性价比高，价格是AT的1/4~1/3，生产继承性好，改造资金投入少，生产批量灵活，相对于各种车型，其硬件开发和软件研制在结构上、理论上是相通的，成果可推广到各类型汽车上，由于可传输大扭矩和成本低廉， AMT变速器将长期成为汽车自动档的主导结构之一，尤其在大型客车和载货汽车领域将得到广泛应用。